a5_plancher_costic

a5_plancher_costic
PLANCHER
CHAUFFANT
RAFRAÎCHISSANT
OBJET
Le chauffage par le sol est une technologie aujourd’hui courante dans un
grand nombre de nouvelles installations de chauffage. C’est une solution
bien maîtrisée et très efficace pour des locaux dans les secteurs du
résidentiel et du tertiaire. Mais l’attente des utilisateurs évolue à présent
vers la recherche du « confort 4 saisons ». Cette attente est à l’origine du
développement des planchers chauffants - rafraîchissants.
Cet ouvrage a pour but d’informer et de sensibiliser ses lecteurs à la
technique des planchers chauffants - rafraîchissants dans le résidentiel et
le petit tertiaire. Il traite particulièrement de la description du système de
plancher réversible, des bases du dimensionnement, de la mise en œuvre,
des prescriptions, des recommandations et de la réglementation.
Il est destiné plus spécialement aux petites entreprises de l’équipement
technique du bâtiment. Il peut aussi être présenté à l’utilisateur final afin de
lui permettre par exemple de mieux comprendre les avantages et les
limites d’un plancher réversible.
Il apporte des réponses simples et pratiques à un grand nombre de
questions comme :
Dans quels cas le plancher chauffant – rafraîchissant est-il adapté ?
Quels sont les avantages à l’utiliser ?
Quels sont les moyens de lutte contre les problèmes de condensation ?
Quelles sont les erreurs à ne pas commettre lors de la mise en œuvre ?
Que doit-on faire en cas d’incidents ?
Ce guide de poche a été élaboré par le COSTIC (Comité Scientifique et
Technique des Industries Climatiques) grâce aux soutiens et à la
participation :
• de la FFB, Fédération Française du Bâtiment,
• d’EDF, Electricité De France,
dans le cadre de leur accord de partenariat.
© SEBTP, 2002
Editeur : SEBTP
6-14, rue la Pérouse
75784 PARIS Cedex 16
ISBN : 2-951-7414-7-2
Des représentants des organisations professionnelles :
• de l’UCF, Union Climatique de France,
• de la FFEE , Fédération Française de l’Equipement Electrique,
ont participé à sa réalisation.
3
SOMMAIRE GÉNÉRAL
PARTIE 1 :
PRINCIPE ET DESCRIPTION ...........................
7
PARTIE 2 :
DIMENSIONNEMENT........................................
31
PARTIE 3 :
MISE EN ŒUVRE ..............................................
45
PARTIE 4 :
PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS..
61
PARTIE 5 :
POUR EN SAVOIR PLUS ..................................
5
71
PRINCIPE ET DESCRIPTION
Partie 1 : PRINCIPE ET DESCRIPTION
Présentation du système .......................................
8
Les schémas de principe .......................................
10
Les composants du système ................................
12
• Les systèmes de production...................................
12
• La distribution.........................................................
14
• Le plancher ............................................................
16
Les avantages du système ....................................
20
Les limites du système ...........................................
22
Le phénomène de condensation..........................
24
• Cas de condensation .............................................
24
• Quelques définitions...............................................
25
La régulation du plancher réversible ..................
26
• Le principe .............................................................
26
• Tout ou rien sur PAC..............................................
28
• Action sur vanne trois voies mélangeuse ...............
29
7
PRINCIPE ET DESCRIPTION
PRESENTATION
Le souci constant d'amélioration du confort en toutes saisons, a
conduit au développement des systèmes de planchers
chauffants/rafraîchissants aussi communément appelés
planchers réversibles.
Le plancher chauffant/rafraîchissant assure deux fonctions :
le chauffage en hiver,
le rafraîchissement en été.
Ainsi, avec un fluide chaud, le plancher se comporte en
émetteur l'hiver, et avec de l'eau rafraîchie en absorbeur durant
l'été.
PRINCIPE ET DESCRIPTION
DU SYSTEME
Le plancher chauffant, ayant une température superficielle de
sol supérieure à la température ambiante est un émetteur de
chaleur.
Température résultante intérieure :
Tr = 18 [°C]
Flux de chaleur émis
: φh=75 [W/m²]
Température extérieure
Te = 0 [°C]
Température du sol : Ts = 25 [°C]
Exemple de plancher chauffant
Le plancher rafraîchissant, ayant une température
superficielle de sol inférieure à la température ambiante est un
absorbeur de chaleur.
Température résultante intérieure :
Tr = 26 [°C]
Flux de chaleur absorbé : φh=35[W/m²]
Il consiste principalement en un réseau de tubes noyés dans
une dalle d’enrobage et véhiculant une eau dont la température
varie selon les besoins et l’usage.
La technique du plancher rafraîchissant n’est en aucun cas un
dispositif de climatisation mais plutôt un système permettant
d’apporter un certain confort en abaissant la température
ambiante de 3 à 5 K.
8
Température du sol : Ts = 21 [°C]
Exemple de plancher rafraîchissant
9
Température extérieure
Te = 31 [°C]
PRINCIPE ET DESCRIPTION
PRINCIPE ET DESCRIPTION
LES SCHEMAS
Les schémas suivants illustrent principalement les différentes
configurations de circuits en fonction des systèmes de
production de chaleur ou de froid.
Appoint électrique
Collecteur aller
Dans les deux schémas ci-contre, les appoints électriques
prennent la relève lorsque la PAC ne fournit plus la puissance
suffisante pour couvrir les besoins de chauffe (cas de
température extérieure très froide).
Dans certains cas, le procédé de rafraîchissement ne vient
qu’après, en complément d’une utilisation en plancher
chauffant. Il s’agit donc d’un piquage sur le réseau existant
d’une source froide, et de la mise en place de quatre vannes
d’aiguillage deux voies.
/+
/+
PAC
Ballon
tampon
DE PRINCIPE
Plancher
Source
chaude Chaudière
Circulateur
Régulateur
Sonde
d’ambiance
Collecteur Retour
Exemple de schéma de principe avec une pompe à chaleur (PAC) :
mode rafraîchissement
Plancher
Appoint électrique
Régulateur
Sonde
d’ambiance
/+
V2
Source
froide V1
Groupe d’eau glacée
/+
PAC
Plancher
Ballon
tampon
Ballon tampon
V1, V2 : Vannes d’aiguillage
Exemple de schéma de principe avec un groupe d’eau glacée, une
chaudière et une régulation avec vanne mélangeuse trois voies.
Exemple de schéma de principe avec une pompe à chaleur et un
régulateur avec vanne mélangeuse trois voies utilisée en mode
rafraîchissement uniquement
10
Un ballon tampon peut être nécessaire (cf. p41). Il évite des
séquences trop courtes de marche/arrêt du compresseur
usantes et limitant sa durée de vie.
11
PRINCIPE ET DESCRIPTION
LES COMPOSANTS
LES SYSTEMES DE PRODUCTION
PRINCIPE ET DESCRIPTION
DU SYSTEME
Les systèmes de production de Froid :
Dans le cas d’un plancher réversible :
En mode rafraîchissant, on cherche à produire une
température d’eau minimum de 18°C.
En mode chauffant, on cherche à produire une température
d’eau avoisinant 35 à 40°C.
Les systèmes de production réversibles de chaleur :
Il s’agit d’installations pour lesquelles le système de production
de chaud est indépendant.
Le groupe froid
Cette technologie doit être installée sur des réalisations de
grande importance (500 m²).
Elle développe en général des puissances trop élevées pour
l’habitat individuel.
La pompe à chaleur
La pompe à chaleur réversible est le groupe froid le plus
communément répandu pour la technique de plancher
rafraîchissant, les sources chaude et froide étant fournies par le
même appareil.
80% des installations sont équipées de ce système.
Dans la majeure partie des cas, il s’agit de PAC air-eau ou eaueau.
Le plus souvent, on couple un système d’hydroaccumulation,
pour faire marcher en continu le groupe froid à certaines
périodes du jour.
La fiabilité du matériel satisfait l’ensemble des clients.
Echangeur sur nappe phréatique ou puits
Quand cela est possible, cette solution présente l’avantage d’un
coût assez bas et d’une température d’eau souvent dans la
zone 14-18°C.
Autres sources
Toutes les sources, délivrant une température à 15-16°C,
peuvent être utilisées pour rafraîchir un plancher : cela peut
être des eaux industrielles, des eaux de process…
Utilisation en mode chauffage d’une PAC air/eau réversible
12
13
PRINCIPE ET DESCRIPTION
PRINCIPE ET DESCRIPTION
LES COMPOSANTS
LA DISTRIBUTION
Le purgeur d’air :
Il faut prévoir une évacuation de l’air à chaque point haut ; deux
types de purgeurs sont possibles : manuel ou automatique.
Le vase d’expansion :
Il est obligatoire. Il doit permettre un maintien de la
pression du circuit plancher quelle que soit la
température de l’eau dans le circuit. Il est placé sur
le retour du plancher au générateur (circuit froid).
DU SYSTEME
EAU
AZOTE
La soupape :
La soupape est chargée d’évacuer d’éventuelles surpressions.
Elle est tarée à 3 bars.
Le manomètre :
La capacité tampon :
Simple ballon de stockage, il évite le fonctionnement des
générateurs de chaleur et de froid par intermittences
rapprochées et améliore le rendement de l’installation et la
longévité du matériel. Sa présence est fonction de la longueur
des tubes et de la puissance frigorifique de la PAC (cf. p39).
Les collecteurs :
Indispensable au bon fonctionnement de l’installation, elle
assure le confort dans l’habitat aussi bien en été qu’en hiver.
Communément appelés les collecteurs, il faut faire
la distinction entre le distributeur et le collecteur.
Le distributeur est placé en amont du plancher. Sa
fonction est de répartir l'eau en provenance du
générateur dans les différentes boucles de tube
noyé dans la dalle d’enrobage de chaque pièce.
Le collecteur, placé en aval du plancher, sert à recueillir l'eau
en provenance des différents circuits pour la réinjecter dans le
générateur.
Ils sont équipés de vannes d’arrêt et d’organes d’équilibrage.
Le circulateur :
L’antigel :
De type « eau glacée » en rafraîchissement, il permet la
circulation du liquide caloporteur entre le générateur et le
plancher. Pendant les périodes d’utilisation, il fonctionne en
permanence ou peut être asservi au thermostat d’ambiance.
Il est important d’éviter de disposer le circulateur au point bas
de l’installation afin que les saletés s’y accumulant ne le
détériorent pas.
Les éléments ci-dessus sont très souvent regroupés dans un
module hydraulique.
Comme pour tous les circuits de fluide comportant des
passages en plein air, il faut prévoir une protection contre le
gel, pour éviter de faire éclater les conduites en hiver.
La sensibilité au gel est accrue pendant les périodes
d’inoccupation des lieux. Une solution pratique pour éviter le gel
est de mettre de l’antigel dans le circuit.
Il est important que l’installateur s’assure que sa concentration
est suffisante pour assurer la protection de l’installation contre
les plus basses températures de la région.
14
15
Il indique, en bars, la pression dans le circuit
hydraulique, qui doit se situer, à froid, à 1 bar environ
et jamais au-dessus de 2 bars.
Il est normal de constater une élévation de pression
lorsque le circuit primaire est chaud.
Bar
La régulation :
PRINCIPE ET DESCRIPTION
LES COMPOSANTS
LE PLANCHER
Composition du plancher réversible :
PRINCIPE ET DESCRIPTION
DU SYSTEME
Les isolants :
Trois matériaux sont généralement utilisés :
Polystyrène expansé ; Polystyrène extrudé ;
Polyuréthanne.
mousse de
La plupart des fabricants proposent le polystyrène expansé
même si la mousse de polyuréthanne a une conductivité
thermique inférieure (0,025 [W/m.K] pour la mousse de
polyuréthanne et 0,04 [W/m.K] pour le polystyrène expansé).
Les isolants thermiques utilisés en une seule couche doivent
avoir une classe de compressibilité I ou II et doivent aussi
répondre à des exigences thermiques (cf. p61)
Mode de fixation des tubes :
Quatre modes de fixation principaux existent :
Sur treillis métallique : le treillis métallique est posé sur les
plaques d’isolant et des colliers permettent de positionner
les tubes ;
Colliers sur plaque isolante plane : les colliers sont fixés
directement sur la plaque d’isolant et permettent de
positionner les tubes ;
Plaque isolante à plots : des plots à intervalle régulier
permettent de positionner les tubes suivant le schéma
désiré ;
Treillis soudé
Isolant périphérique
Dalle d’enrobage
Revêtement
Dalle porteuse
Isolant horizontal
Film de protection
Elément de fixation
Tube PER
16
Sur rail à clips : disposé sur l’isolation thermique, sa
conformation permet un espacement minimum entre les
tubes de 5 cm.
17
PRINCIPE ET DESCRIPTION
LES COMPOSANTS
LE PLANCHER
Les tubes :
La plupart des tubes sont fabriqués en polyéthylène réticulé
(PER). D’autres matériaux tels que le polybutène, le
polypropylène ou le cuivre sont aussi parfois mis en œuvre.
PRINCIPE ET DESCRIPTION
DU SYSTEME
L’isolant périphérique :
Il permet de désolidariser la dalle flottante des structures
verticales du bâtiment et de limiter les déperditions par les
bords.
Le revêtement :
Les tubes en matériaux de synthèse sont plus utilisés que les
tubes en cuivre car ils sont plus faciles à mettre en œuvre.
En France, des prescriptions techniques recommandent des
niveaux de résistance thermique pour le revêtement inférieure à
0,09 m².K / W.
Parmi les tubes en matériau de synthèse, le polyéthylène
réticulé est le plus courant car il confère une flexibilité
supérieure à celle des autres matériaux.
Peuvent être utilisés :
Les tubes en matériaux de synthèse doivent être bénéficiaires
d’un avis technique favorable délivré par le CSTB*.
Les circuits de tube ne doivent jamais
véhiculer une eau de plus de 50°C en
régime courant.
La dalle d’enrobage :
Les carreaux céramiques , dalles de pierre non sensibles à la
présence d’humidité, éléments de granit, revêtements
plastiques titulaires de la marque NF-UPEC et parquets massifs
à coller constitués d’essence de bois exotiques (teck, iroko…)
ou d’essences indigènes purgées d’aubier (Chêne, Châtaignier,
Robinier).
Elle est constituée de béton et d’adjuvant. Cet adjuvant
fluidifiant améliore l’enrobage des tubes et augmente la
résistance mécanique de la dalle.
Sont jugés incompatibles
rafraîchissant :
Treillis anti-retrait :
Les parquets flottants, les parquets contrecollés, les
revêtements de sols stratifiés flottants, le marbre, les pierres
naturelles sujettes aux tâches dues à la présence d’humidité,
les moquettes et les dalles plombantes amovibles à envers
bitume.
Il est destiné à éviter la formation des fissures provoquées par
le retrait du béton pendant sa prise et son durcissement.
CSTB* : Centre Scientifique et Technique du Bâtiment
18
avec
19
un
plancher
chauffant
PRINCIPE ET DESCRIPTION
PRINCIPE ET DESCRIPTION
LES AVANTAGES
DU SYSTEME
Température ambiante confortable
Température de sol agréablement tempérée
Planchers surchauffés et jambes gonflées sont de l’histoire ancienne.
Aujourd’hui, le chauffage par le sol basse température procure un confort
absolu largement reconnu par les médecins et phlébologues.
Les températures de sol moyenne en chauffage atteignent des valeurs
proches de 25 °C.
La température est répartie de façon homogène sur toute la surface de
la pièce. Il est possible de régler par zone ou par pièce la température
ambiante.
Mode rafraîchissement
Mode chauffage
Température de l’air
25,5 °C
20°C / 22°C
au sol
23°C / 25°C
au sol
Température de l’air
25 °C
Mode rafraîchissant
Mode chauffage
Esthétique : Aucun élément apparent
Le plancher chauffant libère l’espace intérieur et facilite l’aménagement
des pièces par l’élimination de tout corps de chauffe apparent. Le
système est parfaitement invisible.
Pas de forts mouvements d’air, ni de soulèvement de
poussière
L’eau circulant dans les tubes noyés dans la dalle d’enrobage transforme
le sol en une vaste surface d’absorption en rafraîchissement, gage d’une
parfaite répartition de la température.
120 cm
20,5 °C
60 cm
23,5 °C
180 cm
20 °C
120 cm
24,5°C
22°C
19,5 °C
180 cm
10 cm
21 °C
24 °C
Température moyenne de surface du sol
60 cm
10 cm
Température moyenne de surface du sol Sol
Aucune nuisance sonore
L’absence de ventilateur et de mouvement d’air confère à ce système un
confort acoustique optimum
Système réversible
Le plancher chauffant/rafraîchissant assure deux fonctions : le chauffage
en hiver et le rafraîchissement en été de locaux.
Economique : Coût d’exploitation très favorable
Le plancher réversible utilisant des générateurs à basse température
offre un coût d’exploitation compétitif.
20
21
PRINCIPE ET DESCRIPTION
PRINCIPE ET DESCRIPTION
LES LIMITES
Puissance en mode rafraîchissement pouvant être
insuffisante dans les locaux à fortes charges
thermiques
Alors qu’en mode chauffage, un plancher peut émettre jusqu’à 90 à 100
[W/m²] dans le respect des limites physiologiques admises (température
de sol maxi : 28 °C), en mode rafraîchissement, l’absorption sera au
maximum de 35 à 40 [W/m²].
Cette moindre capacité s’explique par le nécessaire maintien du sol à
une température suffisante de 19°C à 22°C afin de garantir le confort de
l’usager et empêcher les risques de condensation, mais également par
un plus faible coefficient d’échange superficiel (environ 7 W/m².K en
moyenne contre 12,2 W/m².K pour le chauffage).
Apparition possible de condensation en surface du
plancher dans certains cas
Deux types de condensation sont éventuellement possibles :
♦ Condensation en surface : risque de glissades, moisissure,
influence sur l’esthétisme (taches), dégâts sur le mobilier
(pourrissement ou taches sur le bois) ;
♦ Condensation en sous-face du revêtement : décollement ou
déformation du revêtement (fissure).
90 W/m²
90
Puissance émise ou absorbée
[W / m²]
DU SYSTEME
Ces problèmes apparaissent seulement si le phénomène de
condensation perdure.
80
70
50 %
60
Echanges
par rayonnement
50
40
35 W/m²
30
20
10
0
75 %
Echanges
par convection
50 %
25 %
Mode rafraîchissement
Mode chauffage
Si la capacité d’absorption d’un sol rafraîchissant suffit le plus souvent à
couvrir les charges d’été que subissent habituellement les bâtiments
d’habitation, elle peut, dans le tertiaire, justifier une puissance d’appoint.
22
Généralement l'origine de la condensation est liée à une
température d'entrée d’eau beaucoup trop froide c’est à dire
bien en deçà des limites fixées dans le CPT. En effet le Cahier
des Prescriptions Techniques sur la conception et la mise en
œuvre d’un plancher réversibles à eau basse température
indique des températures d’eau minimales d’utilisation en mode
rafraîchissement allant de 18°C pour les zones intérieures à
22°C pour les zones côtières méditerranéennes en France.
Le respect de ces températures d’entrée d’eau (cf. p62)
permet d’éviter le risque de condensation.
23
PRINCIPE ET DESCRIPTION
PRINCIPE ET DESCRIPTION
LE PHENOMENE
Le plancher réversible apporte en mode rafraîchissement un
abaissement de la température de surface de sol assurant ainsi
par rayonnement la sensation de fraîcheur.
Cet abaissement de la température du sol peut induire dans
certains cas l’apparition d’un phénomène de condensation qu’il
est possible d’éviter grâce à la régulation du plancher.
CAS DE CONDENSATION :
1
QUELQUES DEFINITIONS :
Température sèche : température de l’air mesurée par le
thermomètre.
Humidité spécifique : quantité d’eau contenue dans l’air sous
forme de vapeur en kg d’eau par kg d’air sec.
Humidité relative (en %) : rapport de la pression effective de la
vapeur d’eau à la pression de vapeur d’eau saturante. Quand
cette humidité atteint 100 %, l’air est saturé en eau.
La température de rosée est la température pour laquelle
l’humidité contenue dans l’air se condense.
100%
90% 80% 70% 60%
50%
40%
Temp. intérieure : 26 °C
Hygrométrie : 80 %
Temp. du sol : 21 °C
Hygrométrie : 100 %
25
Température de rosée
22,2 °C
2
Courbe de rosée
3
2
3
21 °C
100 %
26 °C
80 %
1
30%
31 °C
60 %
20%
30
20
15
10
10%
5
Apparition
de
condensation
sur le carrelage
10
15
20 22,2
0
25
30
35
40
45
Température sèche [°C]
Représentation des points 1, 2, 3 sur le diagramme de l’air humide
24
25
Humidité spécifique [g eau / kg air sec]
Temp. extérieure : 31 °C
Hygrométrie : 60 %
DE CONDENSATION
PRINCIPE ET DESCRIPTION
PRINCIPE ET DESCRIPTION
LA REGULATION DU
LE PRINCIPE :
Régulation en mode rafraîchissement :
La régulation d’un plancher réversible doit être capable de
gérer la température d’eau et la température ambiante en
rafraîchissement et en chauffage.
Cependant, si en matière de chauffage, l’équipement
traditionnel de mesure de température extérieure et de
température de l’eau permet de gérer efficacement et
confortablement la chaleur, il n’en est pas de même pour le
rafraîchissement où certaines influences doivent être prise en
compte si l’on veut associer performance et sécurité anticondensation.
Régulation en mode chauffage :
La plupart des régulations en mode chauffage sont basées sur
une loi d’eau. La température extérieure fixe la température
d’entrée d’eau.
Température
d'entrée d'eau [°C]
PLANCHER REVERSIBLE
Deux techniques :
Tout ou rien sur PAC : Utilisée en résidentiel, elle consiste
à prendre une régulation traditionnelle et à fixer la
température d’eau du plancher au dessus des seuils
critiques de températures de condensation.
Action sur vanne trois voies mélangeuse : Plus élaborée
et utilisée en tertiaire, elle prend en compte tous les
paramètres influents (températures extérieure, intérieure,
hygrométrie…), ce qui permet d’optimiser le rendement et
d’apporter un plus grand confort tout en évitant la
condensation.
40
Quelques tendances :
35
Dans la plupart des cas, la grandeur réglée est la
température d’entrée d’eau.
Pente de la droite : 0,5
Les grandeurs de sécurité utilisées pour prévenir la
condensation peuvent être : une température de sol limite,
une hygrométrie maximum, une température d’entrée d’eau
minimum fixe ou calculée en fonction de la température de
rosée de la pièce la plus humide.
30
25
20
-10
-5
0
5
10
15
20
Température extérieure [°C]
Quant aux organes de réglage les plus utilisés, il s’agit de
vannes trois voies mélangeuses ou d’action en Tout ou Rien
sur la production d’eau rafraîchie.
En complément de cette régulation, une régulation pièce par
pièce peut être utilisée afin d’optimiser la dépense énergétique
et le confort.
Le basculement des modes de fonctionnement été/hiver
(change-over) peut être manuel ou automatique.
26
27
PRINCIPE ET DESCRIPTION
PRINCIPE ET DESCRIPTION
LA REGULATION DU
ACTION SUR VANNE TROIS VOIES
MÉLANGEUSE
TOUT OU RIEN SUR PAC :
Ici, la température d’entrée de l’eau est fixée quelles que soient
les conditions extérieures en choisissant une température d’eau
rafraîchie suffisamment haute pour éviter les risques de
condensation.
Avec ce système, il n’y a aucun risque d’apparition de
condensation, mais il limite fortement les performances du
plancher rafraîchissant.
C’est aussi la solution la plus économique lors de
l’investissement.
Un ballon tampon peut être nécessaire (cf p. 41) évitant ainsi
des séquences trop courtes de marche/arrêt du compresseur
usantes.
Exemple de régulation
Sécurité
Conséquences
Tamb
Si T entrée eau
< T entrée eau consigne
fixée par le CPT*
Arrêt de la
production de froid
Grandeur réglée
-
T entrée eau
++
En matière de rafraîchissement par le sol, il faut impérativement
que le sol soit toujours porté à une température supérieure à la
température de rosée. Or celle-ci varie en fonction de la
température et du degré hygrométrique de l’air intérieur.
Une diversité de systèmes de sécurité anti-condensation
existent :
Température de sol limite fixée par l’installateur en tenant
compte de la région climatique ;
Hygrométrie mesurée au voisinage du sol ne devant pas
dépasser un seuil limite de sécurité ;
Un calculateur de la température de rosée.
Tous ces systèmes vont agir sur l’arrêt de la production de froid
ou le réglage optimum de la température d’entrée d’eau.
Grandeurs mesurées
Teau
PLANCHER REVERSIBLE
Exemple de régulation
Grandeurs mesurées
TOR : Tout Ou Rien
* : Cahier des Prescriptions techniques (cf. p 64)
T entrée eau
<T rosée calculée
Fermeture de la
vanne 3 voies
Grandeur réglée
T entrée eau
Mode TOR sur la PAC
Conséquences
Tamb
Hr (%)
Plancher
Sécurité
Mode P.I. par action
progressive sur
vanne 3 voies
--
Plancher
++
P.I. : Proportionnel intégral
28
29
Partie 2 : DIMENSIONNEMENT
Introduction ...............................................................
32
Performances en chauffage ..................................
33
Performances en rafraîchissement .....................
34
Détermination de la température de sol .............
33
• En chauffage ..........................................................
36
• En rafraîchissement ...............................................
37
Partie hydraulique ....................................................
38
• La longueur de tubes .............................................
38
• Le débit dans chaque boucle .................................
38
• Les pertes de charges............................................
38
Partie générateur réversible ..............................
40
• La PAC air/eau.......................................................
40
• La PAC eau/eau.....................................................
42
31
DIMENSIONNEMENT
DIMENSIONNEMENT
INTRODUCTION
DIMENSIONNEMENT DU PLANCHER
CHAUFFANT
Avant 1998 :
Pour le dimensionnement des planchers chauffants, la
référence française utilisée était la méthode COSTIC de
F.Clain et R. Cadiergues. Les méthodes de calcul
proposées par les fabricants étaient basées sur cette
méthode.
PERFORMANCES
EN CHAUFFAGE
RESULTATS DE CALCUL POUR UN EXEMPLE
Ces résultats ont été calculés à l’aide de la méthode NF EN 1264.
Composition de la dalle d’enrobage choisie (cf inertie p 63) :
3 cm d’épaisseur au droit des
tubes de dalle d’enrobage sans
joint de fractionnement
Température ambiante : 20°C
Tube PER 13/16
Depuis 1998 :
DIMENSIONNEMENT DU PLANCHER
RAFRAICHISSANT
Actuellement, il n’existe pas encore de méthode de calcul reconnue
pour le dimensionnement d’un plancher rafraîchissant.
Un groupe de travail européen est en train de mettre au point des
propositions de norme sur le dimensionnement des systèmes de
chauffage et de rafraîchissement par parois rayonnantes.
Le plancher réversible doit être dimensionné pour le mode froid ce
qui conduit à le surdimensionner pour le mode chaud (Réduction de
l’écartement des tubes et diminution des températures d’entrée
d’eau en chauffage).
Résistance thermique
de l’isolant = 1 [m².K/W]
Cave
Exemple de revêtement : 10 mm de carrelage
100
Flux surfacique émis [W/m²]
Depuis 1998, les professionnels doivent dimensionner
les planchers chauffants à dalle flottante selon la
norme Européenne du chauffage par le sol EN 1264.
Pas de 10 cm
Pas de 15 cm
Pas de 20 cm
80
60
Rth = 0.01 m².K/W
40
20
0
30
35
40
Température d'entrée d'eau plancher [°C]
32
33
45
DIMENSIONNEMENT
DIMENSIONNEMENT
RESULTATS DE CALCUL POUR DIFFERENTS
EXEMPLES
Résultats obtenus à partir d’une adaptation de la méthode NF EN
1264 réalisée par le COSTIC.
Composition de la dalle d’enrobage choisie (cf inertie p 63) :
Température ambiante : 26°C
3 cm d’épaisseur au droit des
tubes de dalle d’enrobage sans
joint de fractionnement
Tube PER 13/16
Résistance thermique
de l’isolant = 1 [m².K/W]
RAFRAICHISSEMENT
Exemple de revêtement : 2 mm de linoléum
Flux surfacique absorbé [W/m²]
PERFORMANCES EN
40
Pas de 10 cm
Pas de 15 cm
Pas de 20 cm
35
30
25
Rth = 0.05 m².K/W
20
15
10
16
17
18
19
20
21
Température d'entrée d'eau plancher [°C]
Flux surfacique absorbé [W/m²]
Exemple de revêtement : 10 mm de carrelage
40
Pas de 10 cm
Pas de 15 cm
Pas de 20 cm
35
Rth = 0.01 m².K/W
30
25
20
15
10
16
17
18
19
20
21
Température d'entrée d'eau plancher [°C]
18
Exemple de revêtement : 10 mm de parquet (Teck)
Flux surfacique absorbé [W/m²]
Cave
40
Pas de 10 cm
Pas de 15 cm
Pas de 20 cm
35
30
Rth = 0.07 m².K/W
25
20
15
10
16
17
18
20
Température d'entrée d'eau plancher [°C]
: Température d’entrée d’eau minimale pour la zone géographique intérieure
définie dans le Cahier des Prescriptions Techniques (Cf page 62)
34
19
35
21
DIMENSIONNEMENT
DIMENSIONNEMENT
DETERMINATION DE LA
TEMPERATURE DE SOL
EN CHAUFFAGE
EN RAFRAICHISSEMENT
Elle est déterminée grâce à un abaque de la méthode de
dimensionnement EN 1264.
A partir de la connaissance de l’émission surfacique de la pièce, il
est possible grâce à l’abaque ci-dessous de déduire la température
de sol moyenne, connaissant la température ambiante.
Quelle est la température de sol moyenne d’une pièce chauffée par
un plancher émettant 70 W/m², la température ambiante étant
maintenue à 18°C ?
A partir d’essais d’un plancher rafraîchissant réalisés en cellule
climatique au CoSTIC de Digne, une adaptation de l’abaque
chauffage ci-contre a été réalisée en rafraîchissement.
Quelle est la température de sol moyenne d’une pièce rafraîchie
par un plancher absorbant 30 W/m², la température ambiante étant
maintenue à 25°C ?
Courbe caractéristique
du plancher chauffant
90
80
70
60
50
40
30
20
6,5 K
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Ecart Temp. sol - Temp. ambiante [K]
Absorption surfacique [W/m²]
Emission surfacique [W/m²]
100
40
Points mesurées lors d'essais
35
30
30
25
Courbe caractéristique
du plancher rafraîchissant
20
15
4,2 K
10
1
2
3
4
5
6
Ecart Temp. ambiante - Temp. sol [K]
Temp. sol = 18 °C + 6.5 K = 24,5 °C
Si la température de sol moyenne déterminée est supérieure à 28
°C (limite réglementaire), il faudra augmenter le pas de tube ou
diminuer la température d’entrée d’eau.
36
Temp. sol = 25 °C – 4.2 K = 20.8 °C
Pour respecter le confort physiologique, la température de sol ne
doit pas être inférieure à 19°C.
37
DIMENSIONNEMENT
DIMENSIONNEMENT
PARTIE
LA LONGUEUR DE TUBES
à installer par pièce est
définie à partir du pas retenu lors de l’étude de dimensionnement et
à partir de la surface de la pièce.
HYDRAULIQUE
Exemple d’abaques de pertes de charge
Longueur de tube = Surface de la pièce [m²] / Pas de tubes [m]
A cette longueur théorique calculée, il est important de rajouter les
longueurs de raccordements aux collecteurs.
LE DEBIT q DANS CHAQUE BOUCLE
Il est calculé boucle par boucle, en fonction de l’émission surfacique
Φs [W .m²] (déterminée grâce à la méthode de dimensionnement
NF EN 1264), de la surface recouverte par la boucle S [m²], et de
l’écart de température d’eau entrée-sortie plancher ∆Teau [K].
q=
Φ s .S
∆Teau .1,163
[ kg / h ]
En général pour une PAC, le choix se porte sur ∆Teau= 5 à 7 K
LES PERTES DE CHARGE
Les pertes de charge d’un circuit sont fonction :
• Du diamètre du tube
• Du débit le traversant
• De la longueur du circuit ou de la boucle
Les fabricants de tube proposent des abaques exprimant en
fonction du débit la perte de charge par mètre de tube installé.
38
La diversité des longueurs de boucles est à l’origine de la disparité
des pertes de charge des circuits.
Le circuit offrant le plus de perte de charge sur une installation sera
le repère « Etalon ». Tous les autres circuits seront équilibrés pour
compenser la différence de perte de charge, entre le circuit
« Etalon » et chaque circuit à équilibrer.
39
DIMENSIONNEMENT
DIMENSIONNEMENT
PARTIE GENERATEUR
La puissance de l’appoint électrique est fonction de la température
extérieure de base :
tbase ≥ -5 °C ou si tbase – tarrêt PAC ≥ 5 K → Elle est égale à 1,2 fois les
déperditions des locaux traités moins la puissance thermique du
générateur à la température de base.
tbase < -5 °C → Elle est égale à 1,2 fois les déperditions des locaux
traités.
LA PAC AIR/EAU
La puissance calorifique du système doit être comprise entre 0,5
fois et 0,7 fois les déperditions des locaux.
Le tableau ci-après situe la puissance calorifique minimale du
générateur thermodynamique à partir des déperditions du local et
de la température de base (tbase) du lieu :
Déperditions
[kW] à tbase
5
tbase [°C]
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
7
9
10
11
13
15
20
3
3
3
3
3
3
3
4
4
3
4
4
4
4
4
4
5
5
4
4
4
4
4
5
5
5
5
40
4
4
4
5
5
5
5
6
6
5
5
5
6
6
6
6
7
7
6
6
6
6
7
7
7
8
8
7
8
8
9
9
9
10
10
10
Schéma de principe de fonctionnement d’une installation
avec PAC air/eau et appoint
La capacité tampon ayant pour fonction d’éviter des séquences trop
courtes de marche/arrêt du compresseur doit être déterminée à
l’aide du tableau suivant :
25
Puissance calorifique minimale [kW] du générateur
2
2
2
2
2
2
2
3
3
REVERSIBLE
9
10
10
11
11
12
12
13
13
Puissance frigorifique PAC
au point nominal froid [kW]
4
6
8
10
12
14
16
Longueur de tubes dans le plancher [ml]
600 à 899
900 et au delà
0
0
0
0
50
0
100
50
100
50
150
100
150
100
41
DIMENSIONNEMENT
DIMENSIONNEMENT
PARTIE GENERATEUR
LA PAC EAU/EAU
REVERSIBLE
Capteurs enterrés horizontaux :
Les canalisations assurant le captage doivent être disposées
horizontalement (en décapage ou en tranchée) et enterrées à une
profondeur d’au moins 60 cm. Des distances minimales doivent être
respectées entre les tubes et chaque tranchée, et entre les tubes et
les autres éléments du site :
Obstacles
Arbres
Réseaux enterrés non hydrauliques
Fondations, puits, fosses septiques, évacuations…
Distances
minimales à
respecter
2m
1,5 m
3m
Les puissances maximales extraites du sol varient en fonction de la
qualité du terrain et de la configuration choisie pour l’installation des
capteurs.
Le dimensionnement doit être effectué sur la base de la puissance
nominale calorifique selon les valeurs du tableau ci-dessous en
tenant compte de la puissance électrique du compresseur :
La puissance calorifique du générateur thermodynamique est
déterminée en fonction de la température extérieure de base, pour
une valeur comprise entre 0,8 et 1,2 fois les déperditions des
locaux équipés d’un plancher chauffant.
La puissance totale de l’ensemble générateur thermodynamique
+ appoint électrique doit être égale à 1,2 fois les déperditions des
locaux traités par le générateur thermodynamique.
42
Pcaptage = Pcalorifique nominale - Pcompresseur
Configuration
Par mètre de tube [W/m]
Par m² de terrain [W/m²]
tbase < - 10°C
tbase ≥ 10 °C
tbase < - 10°C
tbase ≥ 10 °C
Décapage
12
15
30
37
Capteur à 2 tubes
12
15
30
30
Capteur à 4 tubes
11
37
Capteur à 6 tubes
8
40
43
Partie 3 : MISE EN OEUVRE
Description des interventions...............................
46
• Avant la pose d’un plancher ...................................
46
• Percement de cloisons ...........................................
46
• Pose de collecteurs................................................
46
• Raccordement de circuit ........................................
46
• Pose d’isolant.........................................................
47
• Pose du tube ..........................................................
48
• Essais à la pression ...............................................
51
• Joints de fractionnement et de dilatation ................
52
• Coulage de la dalle d’enrobage..............................
53
• Mise en place du revêtement .................................
54
• La mise en service .................................................
55
Planning de pose et gestion des interventions
56
Attentions particulières ..........................................
58
45
MISE EN ŒUVRE
MISE EN ŒUVRE
DESCRIPTION DES
AVANT LA POSE D’UN PLANCHER
REVERSIBLE S’ASSURER
De la parfaite propreté et planéité de la dalle porteuse.
Aucune canalisation autre que les tubes du plancher
réversible ne doit être incluse dans la dalle flottante. Les
gaines électriques et autres seront noyées dans un
ravoirage préalable.
Que le bâtiment soit clos, hors eau et hors vent,
canalisations sanitaire et électrique installées.
INTERVENTIONS
POSE DES PLAQUES ISOLANTES :
On commencera la pose des plaques par l’angle le plus éloigné
de la porte. Les chutes seront systématiquement réutilisées
comme indiqué dans la figure ci-dessous.
1
8
PERCEMENT DE CLOISONS OU DE MURS
Ces passages de parois doivent être réalisés avant la mise en
place des isolants de sol en tenant compte de leur épaisseur.
Ils s’effectuent dans des fourreaux en tubes souples qui
dépassent de part et d’autre des parois de 20 mm.
Le vide entre la tuyauterie et le fourreau est rempli d’un
matériau élastique et incombustible empêchant la transmission
d’éventuelles vibrations.
2
3
4
5
6
7
8
9
Exemples d’épaisseur d’isolant généralement utilisée :
Dans les trois exemples suivants, l’isolant est du polystyrène expansé
d’une conductivité thermique égale à 0.04 W/m.K.
Isolant périphérique
POSE DES COLLECTEURS
Positionnés dans un placard ou encastrés dans un coffret, ils
doivent être situés à plus de 40 cm du sol fini afin d’assurer une
bonne purge à la mise en eau et de pouvoir aisément raccorder
les tubes. Ils peuvent être isolés afin d’éviter la condensation en
mode rafraîchissement.
RACCORDEMENT DU CIRCUIT PRIMAIRE
AUX COLLECTEURS
Cette intervention doit se faire avant la pose du plancher pour
éviter tout refouillement et salissure de la dalle.
46
3 cm
Pièce chauffée
Rth = 1.50 m².K/W
Rth = 1.00 m².K/W
Rth = 0.75 m².K/W
6 cm
4 cm
Terre plein ou cave
Extérieur : -5 °C mini
Rth : résistance thermique de l’isolant
L’isolant périphérique est destiné à désolidariser la dalle
chauffante du gros œuvre et des parties fixes scellées ;
Il sera placé sur tout le pourtour des pièces.
47
MISE EN ŒUVRE
MISE EN ŒUVRE
DESCRIPTION DES
POSE DU FILM
DE PROTECTION
INTERVENTIONS
POSE DU TUBE SUR PLAQUES
ISOLANTES A PLOTS
Le film de protection doit recouvrir toute
la surface du sol. Chaque bande doit
chevaucher et être chevauchée de 10
cm.
Le film remonte au dessus de l’isolant
périphérique.
Film de protection
10 cm
POSE DU TUBE SUR TREILLIS METALLIQUE
Grâce aux plots spécialement étudiés, le
tube se positionne parfaitement par simple
pression du pied sur le tube.
En général, ces plaques sont en polystyrène expansé avec une
protection plastique renforcée prévenant la pénétration de
l’humidité de la dalle d’enrobage dans le matériau isolant.
Dans ce cas, le film de protection n’est pas utilisé.
Les boucles de tube aller retour collecteur :
Les panneaux de treillis sont placés à
10 cm des murs, cloisons et surfaces
neutralisées. Les panneaux sont
d’abord placés en périphérie.
Isolant périphérique
10 cm
Treillis métallique
Chaque boucle doit être d’une seule longueur sans raccord
intermédiaire (du collecteur départ au collecteur retour : 80
mètres maximum).
Le tube doit être déroulé à partir de l’extérieur de la couronne
manuellement ou avec un dérouleur.
Sur les treillis sont disposés des clips qui assureront la tenue
du tube.
Clips
Treillis métallique
Isolant périphérique
Le tube doit être sectionné à l’aide d’un coupe tube
48
49
MISE EN ŒUVRE
MISE EN ŒUVRE
DESCRIPTION DES
MODE DE POSE
En colimaçon
En serpentin
INTERVENTIONS
RACCORDEMENT DES TUBES AUX
COLLECTEURS
Le raccordement des circuits de tube aux
collecteurs se fait à l’aide de raccord
spécifiques, avec bague de serrage.
ESSAIS A LA PRESSION D’EPREUVE
En colimaçon modulé
Quel que soit le mode de pose utilisé,
on peut réaliser une "modulation" du
pas afin de resserrer ce dernier dans
certaines zones (par exemple au
voisinage des murs extérieurs).
Dans
un
local,
les
besoins
calorifiques sont toujours plus
importants près des ouvrants. La
pose modulante consiste à diminuer
le pas de tube dans ces zones.
Cet écran thermique compense les déperditions plus
importantes de ces zones et assure ainsi un meilleur confort.
Les tubes doivent être placés à plus de 10 cm d’un mur fini ou
d’une surface couverte (ex : baignoire) et à 20 cm des conduits
de fumée et des foyers à feu ouvert.
50
Avant le coulage de la dalle, l’installation sera rincée, puis
remplie en utilisant un mélange eau et antigel préalablement
homogénéisé (si nécessaire).
Les tubes du plancher doivent être éprouvés avant enrobage
par une mise sous pression de 10 bars (Tube en PER).
Pompe d’épreuve
connectée au
réseau de tube
10
bars
Pendant 12 heures
51
MISE EN ŒUVRE
MISE EN ŒUVRE
DESCRIPTION DES
LES JOINTS DE FRACTIONNEMENT ET DE
DILATATION
Les joints de fractionnement sont destinés
à éviter la formation non maîtrisée des
fissures de surface provoquées par le retrait
du béton durant sa prise. Il complète l’action
du treillis anti-retrait.
Joint de fractionnement
L’exécution de la dalle impose l’utilisation de béton dosé à 350
kg minimum de ciment par m3 de béton en utilisant des
agrégats naturels (sable et gravillon) dont la granulométrie ne
dépasse pas 16 mm.
Le treillis anti - retrait doit être posé à
hauteur du tiers inférieur de la dalle
d’enrobage et être d’une maille
minimale de 50*50 mm et d’une masse
minimale de 650 g/m².
Ils sont à prévoir pour toute surface
supérieure à 40 m², la plus grande longueur
étant toutefois inférieure à 8 m.
Joint de dilatation
Il faut éviter le passage des tubes au
travers des joints de dilatation.
COULAGE DE LA DALLE D’ENROBAGE
2/3 de l’épaisseur
de dalle d’enrobage
Ces joints n’intéressent qu’une partie de la
dalle d’enrobage (1/3 de son épaisseur) et
peuvent être réalisés lors de la coulée.
Les joints de dilatation intéressant la
totalité de la hauteur du bâtiment doivent
être respectés par les autres corps d’état
et sont réalisés au plus tous les 150 m², la
plus grande longueur restant inférieure à
15 mètres.
INTERVENTIONS
Fourreau
Protégeant
Le tube
Isolant
Durant le coulage de la dalle, les tubes seront maintenus sous
pression de service (3 bars maxi) et ce jusqu’à prise totale du
béton d’enrobage.
Le délai de séchage de la dalle d’enrobage ciment est de 24
jours minimum.
14 jours de
séchage naturel
10 jours de mise en
chauffe progressive
Treillis anti-retrait
Dans l’impossibilité, il faut prendre toutes les précautions
nécessaires pour ne pas entraîner les mouvements relatifs des
deux parties du bâtiment (lyre…).
52
50 mm * 50 mm
53
MISE EN ŒUVRE
MISE EN ŒUVRE
DESCRIPTION DES
MISE EN PLACE DU REVETEMENT DE SOL
La résistance thermique des revêtements de sol employés doit
être inférieure ou égale à 0,09 [m².K/W] (Nature des
revêtements utilisés : cf. p17).
Revêtements durs : carreaux céramiques , dalles de pierre
calcaire, éléments de granit.
Il existe deux modes de fixation des revêtements durs au
dessus de la dalle d’enrobage :
Le scellement sur mortier (cf. NF DTU 52-1)
Le collage sur dalle d’enrobage
sèche (cf. CPT)
INTERVENTIONS
LA MISE EN SERVICE :
Les préalables d’utilisation sont :
♦ le rinçage, le remplissage et l’essai d’étanchéité de
toute l’installation,
♦ puis la mise en service de la pompe de circulation, du
générateur ainsi que de la régulation.
Ces opérations doivent être accompagnée de la vérification
du bon fonctionnement des purgeurs, du vase d’expansion
ainsi que des robinets de réglage sur les collecteurs.
Un réajustement des débits par boucle
d’équilibrage doit être impérativement réalisé.
aux
fins
Revêtements plastiques titulaires de la marque NF-UPEC :
Exemple d’un débitmètre de réglage :
Ils sont à coller sur la dalle d’enrobage. Une
mise
en
température
préalable
est
indispensable. Le chauffage de la dalle
d’enrobage doit être interrompu 48 heures
avant l’application du revêtement et 48 heures
après la pose.
Parquets (essences
d’aubier) :
exotiques
ou
indigènes
Plage de
réglage
purgées
Le parquet doit être collé. Il incombe de veiller
à ce que le bois du parquet soit bien sec au
moment de la mise en place.
D’autres règles impliquent :
La mise en service du chauffage pendant les 2 semaines
précédant la pose du parquet ;
Son arrêt pendant la pose du parquet.
54
Les valeurs des débits à régler sont définis boucle par
boucle lors du dimensionnement du plancher.
55
MISE EN ŒUVRE
MISE EN ŒUVRE
P OS E E T
INTERVENTIONS
PLANNING DE
GESTION DES
1ère semaine
Nbre
de jours
1
2
3
4
5
6
2ème Semaine
7
8
3ème sem
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
maine
5ème semaine
4ème semaine
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
POSE DU PLANCHER
MISE A L'EPREUVE (12h)
SECHAGE NATUREL
3j
1j
ARRET DU CHAUFFAGE
14 jours minimum
10 jours
1 à 7 jours
suivant le revêtement
COULAGE DE LA DALLE D'ENROBAGE
MISE EN CHAUFFE PROGRESSIVE
Première mise en température
Coulage de la dalle :
Elle est obligatoire.
La dalle doit être coulée seulement après que les essais
d’étanchéité et de tenue à la pression aient donné satisfaction.
56
Réalisée par l’entrepreneur de chauffage, elle doit être
conforme au § 5 du DTU 65-8. La température du fluide
chauffant est progressivement portée à la température de
consigne en étalant cette progression sur 10 jours.
57
MISE EN ŒUVRE
MISE EN ŒUVRE
ATTENTIONS
PARTICULIÈRES
PARTICULARITES DE MISE EN ŒUVRE :
Le ou les circulateurs utilisés en
mode rafraîchissant doivent être
de type « eau glacée ».
AIGUILLAGE DES FLUIDES
(Cas de 2 générateurs)
Le passage de la saison hiver à la saison été s’effectue par
aiguillage de la source adéquate vers l’installation en
manœuvrant des vannes de façon manuelle ou automatique.
Schémas de principe
Lorsque l’installation de plancher réversible comporte deux
générateurs (source froide «Groupe d’eau glacée » et
source chaude « Chaudière »), veillez à assurer l’expansion
des deux circuits :
Soit en positionnant le vase d’expansion sur un tronçon
communs aux 2 sources ;
Soit en s’assurant de la présence d’un vase d’expansion
sur chaque source.
Quelques points particuliers sont aussi à respecter pour se
prémunir des risques de condensation sur les parties
d’installation en contact avec l’air ambiant ou extérieur :
2/3 de l’épaisseur
Mode rafraîchissement
VF
ouverte
FROID
2/3 de l’épaisseur
Mode chauffage
VC
fermée
VF
fermée
CHAUD
FROID
VC
ouverte
CHAUD
Toutes les canalisations hors plancher doivent
être calorifugées ;
Limiter à 6 le nombre maxi de circuits par collecteur.
Prolonger l’isolation des tubes de raccordement des circuits
aux collecteurs dans la dalle sur un mètre au moins, afin de
ne pas constituer une zone froide au pied des collecteurs ;
VF : Vanne d’aiguillage fluide froid
VC : Vanne d’aiguillage fluide chaud
La mise en service d’une installation de plancher réversible
débutera toujours par une période de chauffage
Les mêmes précautions sont à prendre dans les zones de
concentration des tubes (couloirs par exemple).
58
59
Partie 4 : PRESCRIPTIONS
ET RECOMMANDATIONS
Prescriptions techniques .......................................
62
• Le cahier des prescriptions techniques ..................
62
• Les points importants du CPT ................................
62
Recommandations à respecter.............................
66
• Type de construction..............................................
66
• Type de local..........................................................
67
Précautions d’usage ................................................
68
Diagnostic d’incidents ............................................
69
• Ambiance trop chaude ...........................................
69
• Détérioration du revêtement...................................
69
• Fortes présences de particules dans l’eau .............
69
61
PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS
PRESCRIPTIONS
LE CAHIER DES PRESCRIPTIONS
TECHNIQUES (CPT)
Afin de permettre aux professionnels de réaliser en toute
sécurité des planchers réversibles dans le cadre de
prescriptions techniques reconnues, le groupe spécialisé n°14
piloté par le CSTB a décidé en 1996 la création d’un groupe de
travail afin de rédiger un Cahier de Prescriptions Techniques
sur les planchers réversibles à eau basse température.
PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS
TECHNIQUES
0,09 [m².K/W] maximum pour le revêtement y compris
l'isolation acoustique éventuelle
0.04 [m².K/W] maximum pour la dalle d’enrobage
Rth revêtement ≤ 0,09 [m².K/W]
Rth totale ≤ 0,13 [m².K/W]
Rth dalle ≤ 0,04 [m².K/W]
Il est applicable depuis novembre 1998.
Son contenu :
Ce document définit des exigences complémentaires aux
normes et textes en vigueur, auxquelles doit répondre un
plancher réversible.
Ces exigences sont des limitations d’emploi ou des
spécifications supplémentaires de conception, de mise en
œuvre et d’exploitation.
Domaine d’application :
Ce document est applicable aux travaux exécutés dans les
locaux d’habitation, d’hébergement ou de bureaux. Il traite
exclusivement des planchers en dalles flottantes rapportées.
Il s'applique pour les climats de la France métropolitaine.
Ce CPT est assez restrictif dans le but d’éviter toute contreperformance d’une installation de plancher réversible, le risque
majeur découlant des condensations possibles sur le sol.
L’isolant thermique
L’isolant doit en particulier répondre à des exigences
thermiques données dans le tableau ci dessous.
Local sousjacent
Résistance
thermique
(m2.K/W)
Pièces
chauffées
Cave / terre
plein
Temp ext
mini 0°C
Temp ext
mini -5°C
Temp ext
mini -15°C
0.75
1.00
1.25
1.50
2.00
Sécurité
Un dispositif de sécurité indépendant de la
régulation doit couper impérativement la
fourniture de froid au niveau du plancher lorsque
la température d’eau atteint 12°C.
Si Température
d’eau < 12°C
Arrêt de la production de froid
Les points importants du CPT :
Revêtements de sol
La résistance thermique Rth au dessus du tube ne dépassera
pas 0,13 [m².K/W] :
62
63
PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS
PRESCRIPTIONS
Les points importants du CPT :
Lille
Inertie de la dalle d’enrobage
Il y a lieu de veiller à ce que les dalles d’enrobage ne
présentent pas une trop forte inertie thermique, c’est à dire une
masse surfacique trop lourde : la masse comptée au dessus de
l’isolant (y compris la masse du revêtement de sol) doit être
inférieure à 160 kg/m2 de plancher.
Arras
19 °C
Amiens
Rouen
Caen
Paris
Alençon
Rennes
Laval
Vannes
Châlons
Melun
Le Mans
Auxerre
Blois
Angers
Bourges
Tours
Nevers
Angoulême
Limoges
Tulle
Mâcon
Bordeaux
Agen
Cahors
Montauban
Largeur 50km
Mont
de Marsan
Pau
Ferrand
Albi
Auch
Lyon
Bourg
en Bresse
St Étienne
Grenoble
Le Puy
Aurillac
Périgueux
Bayonne
Besançon
Moulins
Guéret Clermont
21 °C
7 cm
maxi
Belfort
Lons
le Saunier
La Rochelle
Largeur 50km
Colmar
< 160 kg /m²
18 °C
Vesoul
Dijon
Poitiers Châteauroux
Niort
Strasbourg
Épinal
Chaumont
Orléans
Nantes
Metz
Nancy
Troyes
Chartres
La Roche
Sur Yon
Bar
le Duc
Evreux
St-Lô
St Brieuc
Charleville
Mézières
Laon
Beauvais
Largeur 30km
20 °C
TECHNIQUES
Les points importants du CPT :
Régulation : température d’entrée d’eau minimale
En mode rafraîchissement, on veillera à la température
minimale d’entrée d’eau du plancher. Cette température est
définie en fonction de la situation géographique selon la carte
présentée ci-dessous.
Quimper
PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS
Mende
Privas
Valence
Nimes
Rodez
Annecy
Chambéry
Gap
Digne
Avignon
Toulouse
22 °C
Nice
Montpellier
Tarbes
Carcassone
Foix
Marseille
Bastia
Toulon
Perpignan
Largeur 50km
Ajaccio
Nota : Les limites indiquées ci-dessus sont approximatives
Le circuit doit comporter un dispositif limitant la température à
l’entrée du plancher à la température ci-dessus. Ce dispositif
peut être intégré à la régulation.
Si un fabricant décide de commercialiser un système de
régulation utilisant des températures d’entrée d’eau plus basses
alors seul un avis technique spécifique à sa régulation peut lui
autoriser la vente.
64
Expansion
En rafraîchissement le volume d'expansion est
toujours inférieur à celui nécessaire en mode
chauffage. Dans le cas de vase unique aux
deux
modes
de
fonctionnement,
le
dimensionnement sera fait sur la base
chauffage.
Il faut s'assurer que le vase choisi est utilisable
avec de l'eau froide.
65
EAU
AZOTE
PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS
RECOMMANDATIONS
TYPE DE CONSTRUCTION
PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS
A RESPECTER
TYPE DE LOCAL
Les locaux les plus adaptés :
Inertie de la construction :
Il est préférable que l’inertie du bâtiment soit forte.
Pour les constructions sans inertie (type bardage
double peau), l’efficacité du rafraîchissement n'est
pas garantie.
Surface de vitrage :
Il faut que les surfaces de vitrage par rapport aux
surfaces des murs extérieurs ne soient pas trop
importantes (<20% de la surface des murs en limitant
les expositions sud-sud ouest).
Habitats collectif et individuel
Bureaux
Les apports internes par les appareils doivent être faibles ;
attention aux salles d’ordinateurs et matériels dégageant
de forts taux d'humidité.
Les locaux à proscrire :
Les pièces à proscrire sont celles où le degré hygrométrique
et/ou les charges internes sont trop élevés. Par exemple : salle
de réunion, cuisine, salle de bains, usines à process, locaux
industriels...
Protection solaire :
L'usage estival des volets, stores et autres
masques susceptibles d'équiper les
ouvrages sont à conseiller à l'utilisateur,
soucieux de son budget énergétique et de
son confort.
Il est, par conséquent, indispensable
d'occulter par l'extérieur les baies vitrées
exposées à l'ensoleillement pour une
meilleure protection contre les apports
externes.
66
Un dispositif doit permettre de couper l’alimentation en eau
rafraîchie de la boucle salle de bains et cuisine en mode froid.
67
PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS
PRECAUTIONS D’USAGE
Bien conseiller son client :
Il faut préciser à l'usager les conditions d'utilisation et les limites
d'emploi.
Il faut notamment lui déconseiller d'intervenir sur les réglages
de la régulation.
Il est recommandé à l’utilisateur de souscrire un contrat
d’entretien périodique de l’installation.
Réparation de circuits :
La réparation d’un tube accidentellement endommagé
(percement, gel…) dans la dalle d’enrobage implique
l’utilisation de raccords de jonctions spéciaux.
Ces raccords doivent être placés sur une
partie rectiligne du tube, jamais dans une
boucle.
Ils doivent rester accessibles et impliquent la mise en place
d’un regard de visite.
Percements ultérieurs :
Tous les percements ultérieurs dans le béton sont à éviter.
Tapis :
L’utilisation de tapis est déconseillée car ceux-ci
risquent de limiter fortement les performances en
rafraîchissement. Néanmoins s’il sont utilisés, leur
surface ne doit pas dépasser 25 % de la surface de la
pièce.
PRESCRIPTIONS ET RECOMMANDATIONS
DIAGNOSTIC D’INCIDENTS
QUELQUES EXEMPLES :
Ambiance trop chaude :
Causes
Solutions envisageables
Pas de solution
(Utilisation des méthodes de
Mauvais calcul du pas (trop grand)
dimensionnement au préalable)
Augmenter l’isolation
Apports trop importants
Ajouter stores, persiennes
Pas de solution
Faible inertie du bâtiment
Ajouter un autre mode de
rafraîchissement (splits)
Réajuster les réglages de débits par
Mauvais équilibrage des départs
boucle définis lors du dimensionnement.
Entartrage des circuits en amont du Vérifier le système de traitement de l’eau
plancher (chute du débit et augmentation Nettoyage de l’installation par traitement
∆T entrée–sortie plancher)
du tartre ou nettoyage à l’acide
Détérioration
moisissure…
du
de
sol :
décollement,
Causes
Solutions envisageables
Condensation occasionnelle au niveau Remonter la température d’eau minimale
du sol
Condensation à l'interface revêtement / Remonter la température d’eau minimale
dalle d’enrobage
Fortes présences de particules dans l’eau purgée du
circuit :
Causes
Développement de bactéries et
d’algues
Sous-produits de corrosion
68
revêtement
Solutions envisageables
Appliquer un algicide
Installer un pot à boue en point bas
Si présence de glycol, effectuer une
analyse d’eau pour évaluer les réserves
alcalines
69
Partie 5 : POUR EN SAVOIR PLUS
La réglementation ....................................................
72
Autres publications .................................................
73
Quelques adresses utiles.......................................
72
71
POUR EN SAVOIR PLUS
POUR EN SAVOIR PLUS
LA REGLEMENTATION
Texte de
référence
Valeurs
limites
Arrêté du 23
Juin 1978
28 °C
Température de départ d'eau maximum (mode
chaud)
DTU 65-8
50 °C
Température de départ d'eau minimale (mode
froid)
CPT
de 18 à
22°C
Température de départ d'eau minimale de
sécurité (mode froid)
CPT
12 °C
DTU 65-8
35 cm
Objet
Température de sol maximale
(mode chaud)
Pas de pose maximum
Isolation
Resistance thermique minimale
compressibilité
Isolation périphérique
CPT
DTU 65-8
Enrobage béton
Dosage
Epaisseur minimale
Armature
Masse surfacique limite
DTU 65-8
LES AUTRES
PUBLICATIONS
Systèmes thermodynamiques Air/Eau associés au
plancher chauffant – rafraîchissant dans le résidentiel
EDF, COSTIC, AFF
Disponible auprès du CFE
Systèmes thermodynamiques Eau/Eau associés au
plancher chauffant – rafraîchissant dans le résidentiel
EDF, COSTIC, AFF
Disponible auprès du CFE
Systèmes thermodynamiques Air/Eau associés
plancher chauffant – rafraîchissant dans le collectif
EDF, COSTIC, AFF
Disponible auprès du CFE
au
CPT
Tube
Avis techniques
Résistance thermique maximale du revêtement
de sol
Dimensionnement plancher chauffant
CPT
Systèmes thermodynamiques Eau/Eau sur nappe
phréatique
associés
au
plancher
chauffant
–
rafraîchissant dans le collectif
EDF, COSTIC, AFF
A paraître
EN 1264
Mise en oeuvre d'un système de plancher
réversible
DTU 65 - 8 et
CPT
N.B. : Ce tableau concerne les dalles flottantes isolées utilisant des tubes en
matériaux de synthèse.
72
Guide de conception et de mise en œuvre des systèmes
thermodynamiques
PROMOTELEC
73
POUR EN SAVOIR PLUS
QUELQUES
ADRESSES UTILES
CFE
Espace elec-cnit
2, place de la Défense – BP 4 – 92053 Paris la Défense
Tél. : 01 41 26 57 30 – Fax : 01 41 26 57 56
Site Internet : http://www.espace-elec.com/cfe
PROMOTELEC
Espace elec-cnit
2, place de la Défense – BP 9 – 92053 Paris la Défense
Tél. : 01 41 26 56 60 – Fax : 01 41 26 56 79
Site Internet : http://www.espace-elec.com/promotelec
AICVF
66, rue de Rome – 75008 Paris
Tél : 01 53 04 36 10 – Fax : 01 42 94 04 54
Site Internet : http://www.aicvf.org
FFIE
5, rue Hamelin – 75116 Paris
Tél. : 01 44 05 84 00 – Fax : 01 44 05 84 05
Site Internet : internet : http://www.ffie.fr
FFB - UCF
9, rue la Pérouse – 75784 Paris cedex 16
Tél. : 01 40 69 52 94 – Fax : 01 40 70 95 29
Site internet : http://www.ucf.fr
COSTIC
Domaine de St-Paul – BP 66
78470 St-Rémy-Lès-Chevreuse
Tél. : 01 30 85 20 10 – Fax : 01 30 85 20 38
Site internet : http://www.costic.asso.fr
COCHEBAT
11 bis, rue de Milan
75009 PARIS
Tél. : 01 53 32 79 79 - Fax : 00 33 1 53 32 79 70
Site Internet : http://www.cochebat.org
74
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